6.6. Определение расходов компонентов топлива через форсунку горючего и окислителя , за исключением периферийных пристеночных форсунок

где z_О, z_Г – количество форсунок окислителя и горючего, соответственно.

7. Расчёт основных параметров ТНА и ГГ

7.1. Расчёт потребных значений давлений компонентов на входе и выходе из насосов и турбины

Значения давлений рассчитываются исходя из принятой к разработке ПГС по магистралям окислителя, горючего и рабочего тела турбины. При этом учитываются значения давлений в соответствующих агрегатах (камере двигателя р_к или газогенераторе р_гг) и сумма потерь давлений на рассматриваемом участке магистрали

где n – количество местных сопротивлений.

Давление в газогенераторе р_гг для ЖРД с дожиганием определяется из уравнения баланса мощностей ТНА.

Потери давления на элементах магистралей:

– на охлаждающем тракте

– на форсунках

– на трение в магистралях «насос-камера», «насос-газогенератор»

- на элементах автоматики

- давление надува баков с компонентами топлива

Давление на входе в насос окислителя равно:

где р_s=1,013*10⁵ Па и ρ=1140 кг/м³ - давление насыщенного пара и плотность окислителя, соответственно.

Давление на входе в насос горючего равно:

где р_s=1,013*10⁵ Па и ρ=70 кг/м³ - давление насыщенного пара, и плотность горючего, соответственно.

Давление на выходе из насоса определяется по наиболее напряженной ветви магистрали:

_{(для компонента подаваемого в газогенератор)}

_{(для компонента, подаваемого в камеру двигателя);}

Давление на входе в турбину окислителя равно

,

Давление на входе в турбину горючего равно

,

Давление на выходе из турбины

7.2. Уравнение баланса мощностей тна

Общий вид уравнения:

,

где: – мощность и КПД турбины ТНА, соответственно;

– мощность и КПД насоса, соответственно;

n – число насосов, совмещённых с турбиной.

Развёрнутая запись уравнения баланса мощностей ТНА для турбины и насоса окислителя:

,

где:

– удельная работа турбины;

и – массовый секундный расход компонентов через газогенератор и КПД турбины, соответственно;

– действительная удельная работа насоса окислителя;

и – массовые секундные расходы окислителя, подаваемые в головку камеры ЖРД и газогенератор, соответственно;

и – КПД турбины и насосов, соответственно;

= 0,6…0,8

= 0,5…0,6

Находим из данного уравнения

Находим из данного уравнения

7.3. Расчёт параметров насосов

Для насоса окислителя:

1. Удельная работа

2. Потребная мощность

3. Объёмная подача

4. Динамический напор перед насосом

5. Угловая скорость вращения ротора

6. Число оборотов ротора

7. Коэффициент быстроходности

Для насосов горючего:

1. Удельная работа

2. Потребная мощность

3. Объёмная подача

4. Динамический напор перед насосом

5. Угловая скорость вращения ротора

6. Число оборотов ротора

7. Коэффициент быстроходности

7.4. Расчёт параметров турбины

1. Удельная полезная работа

Перепад давления на турбине

Потребная мощность турбины

Число оборотов ТНА

8. Проектирование смесительной головки

Так как двигатель с дожиганием генераторного газа, выполненный по схеме «газ-жидкость», подходят двухкомпонентные газожидкостные форсунки с внешним смешением компонентов топлива.

Выбираем концентрическое размещение форсунок на головке камеры. Благодаря такому размещению обеспечивается постоянное соотношение компонентов по головке, получим высокую общую и достаточно постоянную местную расходонапряжённость при высокой равномерности поля температур газа в зоне стенки.